Docker和ASP.NET Core

Docker 正在逐渐成为容器行业的事实标准，受到 Windows 和 Linux 生态系统领域最重要供应商的支持。 （Microsoft 是支持 Docker 的主要云供应商之一。）现在，Docker 基本上已经在各大云或本地的任何数据中心普及了。

如何将.NET程序托管到Docker之中，相信这是广大.NET开发者的一个疑问。事实上，.NET Framework支持在Docker中运行，但是仅能在windows 容器中运行，这并不符合我们的预期，因此，本篇我们只侧重于讨论ASP.NET Core和Docker。

在使用之前，笔者还是有必要介绍下ASP.NET Core。如果您对此非常熟悉和了解或者对此节不感兴趣，可以跳过本节。

ASP.NET Core简介

ASP.NET Core是一个跨平台的高性能开源框架，用于生成基于云且连接 Internet 的新式应用程序。使用 ASP.NET Core，我们可以：

建置Web应用程序和服务、IoT 应用和移动后端。

能够在Windows、macOS 和Linux上进行开发和运行。部署到云或本地。

在.NET Core或.NET Framework上运行。

能够在IIS、Nginx、Apache、Docker 上进行托管或在自己的进程中进行自托管我们的应用。

性能是.NET Core的一个关键特性，这里有必要介绍下。在这块，我们摘取了一份社区的测试汇总统计，仅供参考：

具体过程大家可以访问此链接来查看详情：https://www.cnblogs.com/savorboard/archive/2016/10/17/dotnet-benchmarks.html

ASP.NET Core和Docker

刚才说了这么多，我们回到主题。.NET Core天生就为跨平台设计，并且和Docker搭配非常友好，而且微软官方在这块提供了很多支持。比如说：

轻量

跨平台，天生对Linux友好

模块化

提供了轻量型容器镜像高性能（领先于Java servlets、Go 和 node.js）

接下来，我们一起来了解官方镜像。ASP.NET Core的官方镜像名称为microsoft/aspnetcore，微软针对Docker上的 ASP.NET Core 应用进行了优化，因此容器可以更快启动。为开发人员生成Docker镜像时，Microsoft 侧重于提供了以下主要方案：

1、用于开发和生成 .NET Core 应用的镜像。

2、用于运行 .NET Core 应用的镜像。

例如.NET Core 2.1，官方提供的镜像:

为什么是多个镜像？因为在开发、生成和运行容器化应用程序时，通常具有不同的优先级。 通过为这些单独的任务提供不同的镜像，有助于独立优化开发、生成和部署应用程序的过程。在开发期间，我们侧重的是开发更改的速度以及调试的能力。在生产环境，我们侧重的是应用部署和容器启动的速度和效率。

这里我们顺便提下我们基于.NET Core 2.1开发的免费开源框架——Magicodes.Admin，其demo现在已经完全托管在Docker之中，部署在腾讯云的容器服务之中，大家可以点击访问测试下速度和稳定性，启动速度这点没得说。推荐访问Https地址，因域名在备案之中，http域名可能无法访问。

Magicodes.Admin开源库地址：https://gitee.com/xl_wenqiang/Magicodes.Admin.Core

Demo地址：https://demoadmin.xin-lai.com

Admin

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在本篇Docker教程中，我们会结合Magicodes.Admin的实践进行讲解，同时我们也会尽量提供一些实践案例分享给大家，比如Magicodes.Admin demo、Magicodes云服务、小程序商城（即将开源）、爱车APP等Docker完整托管案例，以便大家更易于理解和使用Docker。在Magicodes.Admin框架中，接口服务使用.NET Core 2.1开发，在docker上基于microsoft/dotnet:2.1-aspnetcore-runtime镜像使用Kestrel web服务器，后台前端使用Angular开发，在docker上基于nginx镜像使用nginx服务器进行托管，并启用了HTTPS支持和GZIP压缩。

我们回过来继续。.NET镜像 (microsoft/dotnet) 同样适用于基于 .NET Core 的控制台应用。使用 Docker 和 .NET Core非常适用于生产部署和托管，主要有以下几点：

1、无需本地安装——可以直接使用 .NET Framework，而无需本地安装。只下载相关的Docker 镜像，其中包含 .NET Framework。

2、在容器中开发——你可以在一致的环境中开发，使开发和生产环境类似（可避免一些问题，例如开发人员计算机上的全局状态）。 通过VS的一些扩展插件，我们甚至可以直接从 Visual Studio 启动容器。

3、容器中测试——可以在容器中测试，减少由于环境配置不当或上次测试遗留的其他更改而导致的故障。

4、在容器中生成——可以在容器中生成代码。

5、在所有环境中部署——可以通过你的所有环境部署镜像。 这种方法减少了配置差异导致的故障，通常通过外部配置（例如，注入的环境变量）改变镜像行为。

注意：Docker 镜像容器可以在 Linux 和 Windows 上本机运行。 但是，Windows 镜像仅能在 Windows 主机上运行，Linux 镜像可以在 Linux 主机和 Windows 主机上运行（到目前为止，使用 Hyper-V Linux VM），其中主机是指服务器或 VM。

注意：

.NET Framework也可以使用Docker进行托管，不过仅能托管到windows容器之中。

在具体应用和实践之前，我们有必要了解以下内容。

Kestrel

Kestrel是一个基于libuv的跨平台ASP.NET Core web服务器，libuv是一个跨平台的异步I/O库。ASP.NET Core模板项目使用Kestrel作为默认的web服务器。

Kestrel支持以下功能：

HTTPS

用于启用不透明升级的WebSockets

位于Nginx之后的高性能Unix sockets

Kestrel 被.NET Core支持的所有平台和版本所支持。Kestrel 可以单独使用，也可以与反向代理服务器（如 IIS、Nginx 或 Apache）一起使用。 反向代理服务器接收到来自 Internet 的 HTTP 请求，并在进行一些初步处理后将这些请求转发到 Kestrel。

在没有 Kestrel 或自定义服务器实现的情况下，不能使用 IIS、Nginx 和 Apache。 ASP.NET Core 设计为在其自己的进程中运行，以实现跨平台统一操作。 IIS、Nginx 和 Apache 规定自己的启动过程和环境。 若要直接使用这些服务器技术，ASP.NET Core 必须满足每个服务器的需求。 使用 Kestrel 等 Web 服务器实现时，ASP.NET Core 可以控制托管在不同服务器技术上的启动过程和环境。

注意：

Kestrel 可以单独使用，也可以与反向代理服务器（如 IIS、Nginx 或 Apache）一起使用。在docker容器中，我们推荐使用Kestrel。

在大部分情况下，我们推荐使用反向代理服务器。主要是有以下好处：

可以限制所承载的应用中的公开的公共外围应用。

可以提供额外的配置和防护层。

可以更好地与现有基础结构集成。

可以简化负载均衡和 SSL 配置。 仅反向代理服务器需要 SSL 证书，并且该服务器可使用普通 HTTP 在内部网络上与应用服务器通信。

说了这么多，总归还是“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。我们来一起实践：

首先我们需要安装以下包：

Install-Package Microsoft.AspNetCore.Server.Kestrel -Version 2.1.3

然后就可以编写启动代码：

在上面的代码中，我们通过了配置文件来配置Kestrel，我们也推荐大家使用配置文件来配置Kestrel。相关配置Demo如下：

当然，我们也可以通过代码来配置kestrel：

按环境加载配置

ASP.NET Core 基于使用环境变量的运行时环境配置应用行为。ASP.NET Core 在应用启动时读取环境变量ASPNETCORE_ENVIRONMENT，并将该值存储在 IHostingEnvironment.EnvironmentName 中。 ASPNETCORE_ENVIRONMENT 可设置为任意值，但框架支持三个值：Development、Staging 和 Production。 如果未设置 ASPNETCORE_ENVIRONMENT，则默认为 Production。

注意：

在Docker容器中，我们经常会修改ASPNETCORE_ENVIRONMENT环境变量来模拟开发、测试和生产环境。

因此在代码中，我们可以根据环境变量来启用或关闭相应的功能，其中场景最广泛的一点是——根据不同的环境加载不同的配置。同时，内置的环境变量配置提供程序（EnvironmentVariablesConfigurationProvider）还可以在运行时从环境变量键值对加载配置。具体见以下代码：

内置的日志记录提供程序

ASP.NET Core 提供以下内置日志记录提供程序，在很多情况下，对我们会很有帮助：

控制台日志提供程序

调试日志提供程序

EventSource日志提供程序

EventLog日志提供程序

控制台日志提供程序

在Docker环境下，为了便于排错，我们推荐启用此日志提供程序。在平常的情况下，我们通过控制台运行程序（比如通过dotnet run运行）也会输出控制台日志。在使用之前，需要安装以下包：

Install-Package Microsoft.Extensions.Logging.Console -Version 2.1.1

然后我们可以在代码中通过以下代码启用：

logging.AddConsole();

完整代码如图所示：

添加了之后，我们在云端的容器服务的日志中，就可以看到控制台日志了。下面以腾讯云容器服务为例。首先打开腾讯云【容器服务】的【服务】页面，如图所示：

我们可以点击【日志】操作按钮的图标来查看日志：

我们也可以点击具体的某个实例来查看相关日志，这里就不多写了。

注意：

通过控制台日志，我们可以输出一些启动信息以用来做启动诊断，同时我们也可以根据控制台日志来查看请求状况和运行状况。

调试日志提供程序

和控制台日志一样，也需要安装相关依赖包：

Install-Package Microsoft.Extensions.Logging.Debug -Version 2.1.1

该包使用 System.Diagnostics.Debug 类（Debug.WriteLine 方法调用）来写入日志输出。注意，在Linux 中，此提供程序将日志写入/var/log/message。

代码启用方式如下所示：

logging.AddDebug();

EventSource日志提供程序

包依赖关系如下：

Install-Package Microsoft.Extensions.Logging.EventSource -Version 2.1.1

该提供程序可实现事件跟踪。不过值得注意的是，该提供程序尚无支持Linux或macOS 的事件集合和显示工具。期待官方提供相关工具。

而在windows server，可以通过开源工具https://github.com/Microsoft/perfview来收集和查看日志，如下图所示：

EventLog日志提供程序

需要添加包：Microsoft.Extensions.Logging.EventLog。

主要用于向 Windows 事件日志发送日志输出。

关于ASP.NET Core的相关内容，我们先介绍到这里。接下来我们主要是围绕Docker开发工作流程在进行讲解。

搭建并使用Docker

Docker的安装非常简单，我们这里仅以windows 10操作系统（推荐）为例进行讲解。

安装Docker

这里以Docker for windows为例，其他环境请参考官网教程。

注意：

不推荐使用Docker Toolbox，Docker Toolbox适用于较旧的Mac和Windows系统。

要安装 Docker，请先查看用于 Windows 的 Docker：安装须知了解相关信息。

安装须知链接：https://docs.docker.com/docker-for-windows/install/#what-to-know-before-you-install

注意：

使用Docker for windows需要启用Hyper-V功能。以下是系统要求：

Windows 10 64位：Pro，Enterprise或Education（Build 14393或更高版本）。

在BIOS中启用虚拟化。通常，默认情况下启用虚拟化。这与启用Hyper-V不同。

支持CPU SLAT的功能。

至少4GB的RAM。

Docker for Windows安装包括：安装提供 Docker Engine，Docker CLI客户端，Docker Compose，Docker Machine和 Kitematic。

安装包下载链接：https://store.docker.com/editions/community/docker-ce-desktop-windows

参考：https://docs.docker.com/docker-for-windows/

安装完后，会提示点击重启电脑。重启后会自动启动Docker程序，如果弹出下图所示提示，则需要在Windows 功能中启用Hyper-V功能和 在BIOS CPU配置中打开 “虚拟化配置”，打开之后，如下图所示，虚拟化会显示已启用。反之安装成功。

注意虚拟化已启用，如下图所示（这里秀一把我NB的台式机，是不是比你们的服务器都高端N个档次）：

以上配置完成后我们推荐将docker容器切换到Linux环境，选择右下角Docker图标右键选择” Switch to Linux containers”进行切换，如果显示” Switch to Windows containers”则已处于Linux容器。

这是我们可以测试Docker环境是否正常，打开命令行，输入docker –version：

注意：

我们推荐使用Linux容器服务，因为目前主流的容器系统是Linux，并且从资源的利用来说，Linux可以让资源得到更大的利用。

关于docker的安装和配置，这里不再细说，大家可以关注我们的公众号“magiccodes“来查阅相关的教程以及录屏。

配置Docker本地环境

安装完成并且启动后，右下角有个小图标：

右键打开设置。

Docker for Windows 中的共享驱动器必须配置为支持卷映射和调试。右键单击系统托盘中的 Docker 图标，单击“设置”，然后选择“共享驱动器”。 选择 Docker 存储文件的驱动器。 单击“应用”。

其他的配置我们这里就不多说了，具体见公众号“magiccodes”中提供的录屏教程。

运行一个简单的demo

我们先运行官方的Hello world示例：

docker run hello-world

我们也可以简单运行一个web示例，比如：

docker run --name aspnetcore_sample --rm -it -p 8000:80 microsoft/dotnet-samples:aspnetapp

应用程序启动后，使用浏览器打开http://localhost:8000，即可看到以下界面：

Docker的安装和配置在Windows 10操作系统下非常简单，我们也极力推荐大家使用此环境。毕竟，一个好的开发环境可以大大提高大家的使用和开发效率。